YOLOv2 ile Kendi Özel Kişi ya da Nesnemizin Algılanmasını Nasıl Sağlarız? — Bölüm 2

Published in

Yavuz Kömeçoğlu

5 min readFeb 4, 2018

Merhaba,
Öncelikle gerçek zamanlı nesne tespiti kütüphanesi YOLO’nun kurulumu ve demonun çalıştırılması hakkındaki yazıyı buradan inceleyebilirsiniz.

Bu yazıda Mustafa Kemal Atatürk’ün profil resimlerini tespit etmeye çalışalım.

Aşağıda anlatılan adımları sırasıyla ve sabırla uygulayalım.

Veriseti Görsellerini Oluşturma

Google görsellerden indirdiğimiz Atatürk resimlerini data klasörü altına ataturk_dataset adıyla yeni klasör oluşturarak kaydedelim.

Tanınmak İstenen Kişiyi/Nesneyi Çerçeve İçerisine Alma

YOLO ile nesne tespiti yapabilmek için, indirdiğimiz resimler içerisindeki tanımak istediğimiz kişi ya da nesnenin çerçevesini (bounding box) belirlememiz gerekiyor.
Bunun için BBox Label Tool aracını kullanıyoruz. Github reposunu kendi bilgisayarımıza klonlayarak, main.py içerisinde 128.satırdaki dosya yolunu, BBox Label Tool’unu indirdiğimiz klasörün tam yolunu belirterek değiştirelim.

128 s = r'D:\workspace\python\labelGUI'

Ben aşağıdaki şekilde düzenledim:

s = r'/home/yavuz/myprojects/BBox-Label-Tool'

Ayrıca BBox Label Tool, .JPEG uzantılı resim dosyalarını aramasına karşın, bizim resim dosyalarımız .jpg olduğundan dolayı main.py içerisinde .JPEG değerlerinin hepsini .jpg olarak güncelleyelim.

BBox Label Tool klasöründe bulunan 3 klasörün (Examples — Images — Labels) altına rakamla “002” isminde yeni klasörler açalım ve son olarak Images klasörü altında oluşturduğumuz “002” klasörü içersine (BBox-Label-Tool/Images/002) oluşturduğumuz verisetimizin resimlerini taşıyalım.

Şimdi tüm resimler etiketlenmeye hazır durumda. BBox Label Tool’u çalıştıralım.

~/myprojects/BBox-Label-Tool$ python main.py

Image Dir alanına yeni oluşturduğumuz klasörün adı olan 002 yi yazıp Load dediğimizde BBox-Label-Tool/Images/002 klasörü altındaki resimler yüklenecektir.
Resim üzerinde tanımak istediğimiz kişi veya nesneyi en küçük çerçeve içine alınacak şekilde işaretleyelim ve sonraki resme geçelim.

Sonraki resime geçildiğinde BBox-Label-Tool/Labels/002 klasörü altına resim dosyasının adıyla .txt dosyası oluşturulduğunu göreceksiniz. Bu dosya içerisinde, resim üzerinde işaretlediğimiz çerçevenin piksel kordinatlarını aşağıdaki gibi göreceksiniz.

1
317 174 404 273

Bizim şu anda tek bir etiketimiz olduğu için 002 adında tek bir klasörümüz oldu. Eğer birden fazla etiketimiz var ise her bir etiket için ayrı klasörler olmalıdır.

Kişi/Nesne Çerçeve Bilgisini YOLO’ya Uygun Hale Dönüştürme

BBox Label Tool ile oluşturduğumuz .txt dosyaları içerisindeki koordinat bilgisini YOLO pek sevmiyor :)

Bu .txt’ler içerisindeki değerleri YOLO’nun sevdiği aşağıdaki formata dönüştürmemiz ve piksel değeri yerine 0–1 arasında oran belirtmemiz gerekiyor.

[kategori numarası] [nesnenin merkez noktasının X değeri] [nesnenin merkez noktasının Y değeri] [nesnenin genişliğinin X değeri] [nesnenin genişliğinin Y değeri]

0 0.540909090909 0.184505606524 0.297727272727 0.328236493374

Bu formata dönüştürmek için Guanghan Ning’nin yazdığı scriptinden yararlanacağız. İlgili convert.py script dosyasını buradan indirebilirsiniz.
Convert.py dosyasını aşağıdaki şekilde düzenleyelim;

15.satırı classes = [“002”] şeklinde (etiket değerimiz)
34.satırı mypath = “/home/yavuz/myprojects/BBox-Label-Tool/Labels/002/” şeklinde (BBox Label Tool etiketlediğimiz koordinatların kaydedildiği klasör)
35. satırı outpath = “/home/yavuz/darknet/data/ataturk_dataset/” şeklinde (YOLO darknet kütüphanesinin bulunduğu klasör altındaki yeni verisetimizin bulunduğu klasör)
37.satırı cls = “002” şeklinde (etiket değerimiz)

Convert.py dosyamızı düzenledikten sonra çalıştırıyoruz.

~/myprojects/BBox-Label-Tool$ sudo python convert.py

Convert.py işlemi sorunsuz şekilde tamamlandıysa, 35.satırdaki belirttiğimiz çıktı yoluna (“/home/yavuz/darknet/data/ataturk_dataset/”) YOLO’nun uygun bulduğu formata dönüştürerek yeni .txt dosyaları oluşturduğunu göreceksiniz.

Eğitim ve Test Veri Kümesini Oluşturma

Şimdi oluşturduğumuz verisetinden, hangilerinin eğitim için hangilerinin test için kullanılması gerektiğini belirtmemiz gerekiyor.

Eğitmek için oluşturduğumuz resim ve YOLO’ya uygun formatta düzenlenmiş koordinat bilgilerini içeren .txt dosyalarının bulunduğu klasör (“/home/yavuz/darknet/data/ataturk_dataset/”) altına, eğitim ve test kümelerimizi ayırmamıza yarayacak olan scripti buradan indirelim.

İndirdiğimiz process.py scriptinin dosyasının 7. satırındaki path_data değerini ‘data/ataturk_dataset/’ olarak resim ve .txt dosyalarının bulunduğu veriseti klasörümüz ile değiştirelim.

Scriptimizi çalıştıralım.

/darknet/data/ataturk_dataset$ sudo python process.py

Script sonunda ‘data/ataturk_dataset/’ altına test.txt ve train.txt dosyaları oluşturulmuş ve yüzde 10 oranında görselin dosya yolunun test.txt dosyası içerisine yazıldığını göreceksiniz.

YOLO için Yapılandırma Dosyalarını Hazırlama

Oluşturduğumuz verisetimiz için cfg klasörü altında obj.data, obj.names, yolo-obj.cfg dosyaları oluşturmamız gerekiyor.
Yeni bir ataturk-obj.data dosyası oluşturalım ve aşağıdaki şekilde düzenleyelim.
.data dosyası; kaç sınıf eğiteceğimizi, test ve doğrulama kümelerinin dosya yollarını, eğiteceğimiz sınıfın etiket adının bulunduğu dosyanın yolunu ve eğitim sırasındaki yedek dosyalarının bulunacağı klasör bilgisini içeriyor.

classes= 1
train  = /home/yavuz/darknet/data/ataturk_dataset/train.txt
valid  = /home/yavuz/darknet/data/ataturk_dataset/test.txt
names = /home/yavuz/darknet/cfg/ataturk-obj.names
backup = /home/yavuz/darknet/backup/

Yeni bir ataturk-obj.names oluşturalım ve içerisine etiket adını yazalım.

M.Kemal Atatürk

Son olarak hali hazırda var olan yolo-voc.cfg dosyasının bir kopyasını oluşturup dosya adını ataturk-yolo-voc.cfg değiştirelim.

ataturk-yolo-voc.cfg ağ dosyasını aşağıdaki şekilde düzenleyelim.

3. satırdaki batch değerini 64 olarak güncelleyelim (siz istediğiniz şekilde ayarlayabilirsiniz)
4. satırdaki subdivisions değerini 8 olarak güncelleyelim (siz gpu ve cpu işlemci sayınıza göre ayarlayabilirsiniz)
237. satırdaki (classes + 5)*5 formülüne uygun olarak bizim sınıf sayımız 1 olduğundan dolayı (1+5)*5 = 30 olduğundan filters=30 olarak güncelleyelim
244.satıdaki classes değerini bizim sınıf sayımız 1 olduğundan 1 olarak güncelleyelim.

Eğitim işlemini başlatmamız için son bir adım kaldı.

Sıfırdan eğitmek yerine ImageNet veriseti ile önceden eğitilmiş ağırlıkları kullanarak eğitimimizi başlatacağız.
Ağırlık dosyasını buradan indirelim.

Eğitim (Training)

darknet ana klasörü altında, ataturk-obj.data, ataturk-yolo-voc.cfg ağ dosyamızı ve darknet19_448.conv.23 ağırlık dosyamızı belirterek eğitim işlemini aşağıdaki komut ile başlatabiliriz.

sudo ./darknet detector train cfg/ataturk-obj.data cfg/ataturk-yolo-voc.cfg darknet19_448.conv.23

Eğitim Nerede Durdurulmalı?

Eğitim sırasında elde edilen sonuçlar arasından ortalama hata değerini (avg) oldukça düşük (0.08 ler gibi) olduğunda ve artık belli bir süre hiç düşmüyor ise eğitimi durdurabiliriz.
Ortalama hata değerini düşmesi uzun zaman alacaktır. GPU ile derlenmemiş YOLO kütüphanesi ile eğitim yapılaması tavsiye edilmez.

23: 381.962219, 398.613525 avg, 0.000000 rate, 2.577178 seconds, 1472 images

Eğitim Ağırlık Dosyaları

Eğitim sırasında her 100 adımda bir ataturk-yolo-voc_300.weights şeklinde backup klasörü altına ağırlık dosyalarını kaydetmektedir.
900. iterasyondan sonra ağırlıkları yedek almamaktadır!
Bu sorunu çözmek için darknet/examples/detector.c 136. satırı aşağıdaki şekilde düzenleyebilirsiniz. Bu değişikliğin çalışması için Darknet’i yeniden derlememiz gerekmektedir.

if(i%10000==0 || (i < 1000 && i%100 == 0))

Yerine

if(i%1000==0 || (i < 5000 && i%100 == 0))

Şeklinde değiştirebiliriz.

Eğitilmiş Modeli Test Etme

Test ve train veriseti içerisinde bulunmayan başka bir resim indirelim ve en son kaydedilen ataturk-yolo-voc_900.weights ağırlık dosyasını kullanarak örnek resmin içerisindeki Atatürk’ü tanıyarak çerçeve içerisine alıp alamayacağını test edelim.

sudo ./darknet detector test cfg/ataturk-obj.data cfg/ataturk-yolo-voc.cfg backup/ataturk-yolo-voc_900.weights data/ataturk-test.png

Soru ve görüşlerinizi aşağıdaki yorum bölümüne yazabilirsiniz.

Referanslar:

https://pjreddie.com/darknet/install/
https://pjreddie.com/darknet/yolo/
https://arxiv.org/abs/1612.08242 (YOLO9000: Better, Faster, Stronger)